1.2缠绕过程模型化
为了实现纤维纱片连续而有规律地缠绕在芯模上,必须严格控制导丝头与芯模的相对运动关系即缠绕规律。缠绕规律是保证缠绕制品质量的重要前提,也决定制品结构在不同方向上的强度比。根据纤维缠绕的排线规律即纤维缠绕的基本原理,建立了如下静态双轴运动控制关系模型。
缠绕角:
a==arctan(7(×D/N×Ⅳ)
式中:θ为缠绕角;D为芯模直径;N为1个完整缠绕层导丝头往返次数;W为纤维纱片宽。θ=(2L/N×W)×360。+θR+θL×360+(KIN)×360。,式中:θ为任意段芯模转角:巩为左
旋转角;靠为右旋转角;L为管长度;K/N为选取最简真分数;以为完成1个完整循环纤维在端部极孔周边的等分点数或切点数。
线速比:M/N一(K/N)+(N—w)/N×7r×D×cosa。
在纤维缠绕时,如果根据设计缠绕角和设计纤维纱片宽度来缠绕指定长度的圆筒,由于设计时一般只是从圆柱筒的力学性能上来考虑,而不是从缠绕的生产实现上来考虑,很难按照设计参数实现完整搭接,因此一般需要对设计参数进行一定的修正,得到实际缠绕参数后才能实现紧密搭接。
一般来讲,修正设计缠绕参数的方法有2种:一种是以保证缠绕角和设计纤维纱片宽度,通过修正停留角的方法来实现;另一种是通过保证左右停留角,修正设计缠绕角和设计纤维纱片宽的方法来实现。前1种方法能够保证缠绕时圆筒中间部分最大可能接近设计指标,但其缺点是对停留角有较大影响,尤其是在设计停留角度为零时实现不了正常的
缠绕要求,直接影响缠绕两端的质量;后1种方法能够在尽可能减小对缠绕角的影响的情况下,获得最接近设计指标的缠绕效果,又不影响设计停留角的指标。第2种方法是较为常用的修正算法。文献Eli修正参数后的模型如下。
实际缠绕角:
根据上述模型设计的玻璃钢纤维缠绕设备,在正常运行过程,主轴驱动电机在控制系统的控制下,经减速机带动传动轴,驱动芯模自轴转动,同时控制缠绕台车及其传动机构等按特定速度沿芯模轴向往返运动。
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